KOMPAS.com – Efek fotolistrik merupakan peristiwa terlepasnya elektron logam dikarenakan radiasi cahaya. Hukum efek fotolistrik ditemukan oleh fisikawan asal Jerman bernama Albert Einstein.
Einstein terkenal akan teori relativitasnya yang merevolusi ilmu fisika. Namun, pada tahun yang sama pula Einstein menemukan hukum efek fotolistrik. Penemuan tersebut membawanya mendaptkan hasiah Nobel pertama dalam bidang Fisika pada tahun 1921.
Tidak seperti teori relativitasnya yang bertentangan dengan mekanika kuantum. Efek fotolistrik Einstein justru merupakan langkah penting bagi perkembangan mekanika kuantum.
Dilansir dari Lumen Learning, efek fotolistrik merupakan langkah penting dalam memahami sifat kuantum cahaya dan elektron yang pada akhirnya akan melahirkan konsep dualitas cahaya (cahaya bisa berupa gelombang ataupun partikel).
Baca juga: Pertentangan Antara Relativitas dan Mekanika Kuantum
Sejarah penemuan efek fotolistrik
Berikut adalah sejarah penemuan efek fotolistrik dan ilmuan yang berperan dalam perkembangannya!
Penemuan efek fotolistrik oleh Heinrixh HertzEfek fotolistrik ditemukan pertama kali pada tahun 1887 bukan oleh Einstein, melainkan oleh seorang fisikawan asal Jerman lainnya bernama Heinrich Rudolf Hertz. Kala itu, Hertz sedang melakukan percobaan pada pemancar radio.
Dilansir dari Chemistry LibreTexts, Hertz menemukan bahwa pada penyerapan cahaya dengan frekuensi tertentu, zat akan mengeluarkan percikan yang terlihat. Setelah diidentifikasi, percikan tersebut ternyata adalah elektron yang tereksitasi terlepas dari permukaan logam yang disinari.
Percobaan Philipp LenardPenemuan efek fotolistrik oleh Hertz kemudian dilanjutkan oleh asistennya yang bernama Philipp Lenard. Lenard melakukan percobaan efek fotolistrik di dalam tabung vakum dan menyelidiki bagaimana hubungan efek fotolistrik dengan frekuensi dan intensitas cahaya.
Baca juga: Proses Terjadinya Efek Fotolistrik
Dilansir dari The Physics Hypertextbook, Lenard menemukan bahwa intensitas cahaya tidak berpengaruh pada energi kinetik fotoelektron.
Menurutnya, intensitas cahayanya hanya memengaruhi jumlah elektron yang dipancarkan. Makin besar intensitasnya, maka makin banyak elektron yang dipancarkan.
Percobaan Robert Milikan
Perkembangan efek fotolistrik kemudian dilanjutkan oleh percobaan yang dilakukan fisikawan asal Amerika bernama Robert Milikan.
Dilansir dari Physical Review Journals, milikan adalah orang pertama yang menentukan dengan sangat akurat bahwa energi kinetik maksimum dari elektron yang dikeluarkan bergantung pada frekuensi dan konstanta Planck (h).
Selain menentukan nilai h, Milikan juga menemukan bahwa energi kinetik bergantung pada panjang gelombang cahaya. Ia membuktikannya melalui percobaan efek fotolistrik dengan warna cahaya berbeda.
Milikan juga menemukan frekuensi ambang, yaitu frekuensi minimal cahaya yang bisa menyebabkan efek fotolistrik. Seberapa terangpun cahaya yang digunakan, jika tidak melewati frekuensi ambang, maka efek fotolistrik tidak akan terjadi.
Untuk penemuannya tentang muatan dasar listrik dan efek fotolistrik tersebut, Robert Milikan mendapatkan Nobel Fisika pada tahun 1923.
Baca juga: String Theory: Memadukan Relativitas Einstein dan Mekanika Kuantum
Penemuan bahwa energi kinetik cahaya tidak bergantung pada intensitas dan amplitudonya, melainkan hanya kepada frekuensinya membawa sebuah paradoks. Pada saat itu semua ilmuan meyakini bahwa cahaya adalah suatu gelombang elektromagnetik transversal yang bersifat kontinu.
Lalu bagaimana mungkin, energi gelombang cahaya tidak bergantung pada amplitudonya? Einstein memecahkan paradoks tersebut dengan suatu ide baru yang merevolusi ilmu pengetahuan pada saat itu.
Menurut Albert Einstein, cahaya dapat memiliki sifat sebagai partikel. Di mana cahaya terdiri dari paket-paket kuanta disktrik yang disebut dengan foton. Dalam bentuk paket kuanta tersebut, cahaya tidak akan terpengaruh oleh amplitudo ataupun intensitasnya.
Baca juga: Sifat-sifat Cahaya dan Contohnya
Paket kuanta atau foton tersebut adalah materi tidak bermassa yang energi kinetiknya dipengaruhi konstanta Planck juga frekuensinya. Penemuan foton membuat Einstein mampun menjelaskan sifat-sifat efek fotolistrik dengan jelas.
Penemuan Einstein tersebut melahirkan suatu konsep baru ilmu Fisika yang dinamakan dengan dualisme cahaya. Atas pekerjaannya dalam efek fotolistrik tersebut, Einstein membantu mengembangkan mekanika kuantum dan dihadiahi Nobel Fisika pada tahuun 1921.
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.